桩撑式支护基坑通用弹性地基梁分析法

弹性地基梁法常用于模拟分析桩撑(锚)式支护基坑在开挖、设撑等施工工况中变形和受力的变化。目前利用该方法对某工况基坑分析时,首先要将整个支护桩在支撑处划分为若干个桩段,然后利用相邻桩段交界处的位移连续条件和受力平衡条件,推导出相应的待定参数方程,之后再利用求出的待定参数分析支护体系(基坑)的变形和受力。由于不同施工工况对应的支撑数和桩段数不同,因此该方法必须根据不同工况重新推导各自的参数方程,从而导致计算过程繁杂,难以形成通用计算公式和方法,也不易编程等问题。通过将支撑与桩段归纳为3种基本连接形式(即支撑分别相连于桩顶、相邻两桩段之间和坑底),本文建立了相邻两个桩段间待定参数的递推公式,进而推导出了适用于内支撑和锚索支撑形式、任意支撑道数、开挖或设撑工况的通用待定参数方程。该方程仅含4个参数,远少于现有方法且易于求解。文中算例结果验证了本文方法的合理性和可行性。

深基坑桩-撑-土组合支护结构的受力特性与优化设计

依托某高层建筑深基坑工程,通过现场试验获得不同施工阶段组合支护结构及基坑关键部位的变形规律。基于土体硬化模型建立深基坑组合支护体系的三维数值模型,对基坑开挖施工进行全过程模拟,分析支护结构体系的桩身弯矩、桩身位移和土压力分布规律。针对反压土的顶宽、高度、坡度以及斜支撑的间距、直径等影响因素设计正交试验,对围护桩受力变形的影响参数进行敏感性分析,并提出优化建议。研究结果表明:围护桩最大位移与最大正弯矩随反压土顶宽、高度、斜支撑直径的增大而减小,随着反压土坡度、斜支撑间距的增大而增大。桩身变形影响因素敏感性从大至小依次为反压土坡高、顶宽、反压土坡度、斜支撑间距和斜支撑直径;对组合支护体系进行设计时,建议在确定土坡自稳角度的前提下,尽量增大反压土土坡高度。

复杂地层明挖地铁车站基坑施工稳定性数值模拟研究

地铁车站基坑开挖是一种应力卸荷过程,会引起支护结构及场地等的发生水平或竖向变形,所以基坑稳定性显的尤为重要。以青岛地铁2号线合川路车站为工程背景研究明挖基坑的稳定性,基于有限元分析软件,采用摩尔-库伦本构模型,考虑实际场地条件、开挖及支护过程等,建立三维数值分析模型;研究基坑分层开挖-支护过程中桩体水平位移和地表竖向位移演化规律,分析施工过程中桩+内支撑体系的受力及变形特征,并对数值计算结果与监测数据进行对比分析,得出数值模拟结果与现场实测结果基本一致,可为青岛地区类似工程提供参考经验。

钢换撑支撑体系下狭长形基坑围护结构受力及变形分析

依托某大型深基坑工程,通过自动化监测和数值模拟,研究采用钢换撑支撑体系的狭长形深基坑在开挖过程中基坑支撑围护体系变形特性、受力特点及周边地表沉降变化趋势。该文采用Midas GTS建立基坑模型,分别针对有钢换撑断面及无钢换撑断面,探讨钢支撑水平间距、第3道钢支撑距基坑底距离、钢支撑预加轴力及基坑围护桩桩径的变化对围护桩结构变形与受力及周边地表沉降的影响。结果表明:(1)不同钢支撑水平间距对围护结构变形及周边地表沉降控制效果不同,钢支撑水平间距越小,基坑桩体位移、桩身弯矩、地表沉降值越小;(2)第3道钢支撑的位置对基坑稳定性影响不大;(3)通过施加钢支撑预加力,可以有效控制基坑围护桩体变形及周边地表沉降值;(4)随着围护桩桩径的增大,围护结构变形及地表沉降值均有所减小,但超出某一桩径时,基坑变形及周边地表变形对围护桩桩径的敏感性将减弱;(5)对于底板浇筑完成的基坑工程,钢换撑在控制基坑结构变形、受力及周边地表沉降方面并无明显效果,在综合考虑各项工程条件的情况下,可取消钢换撑架设。

坑中坑基坑主体结构施工换撑方案研究

北京地铁朝阳站坑中坑基坑呈现坑内施工空间有限、基坑深度不一等特点,常规的换撑方案使得各工序间相互干扰造成施工工期不满足要求。本文从简化深基坑换撑施工工序角度出发,基于“支架代撑法”理念,提出了满堂支架和钢斜撑的组合支护方案。采用数值模拟的方法对原换撑方案(钢倒撑)、侧墙代替换撑方案和满堂支架组合方案进行了研究,并通过现场监测验证了本论文方案的可行性。结果表明:(1)满堂支架组合换撑方案减少了施工步序,节省施工预算,保证施工过程中结构安全,并成功应用于异形坑中坑基坑主体结构施工中;(2)满堂支架方案较原换撑方案相比,地连墙变形最大值仅增加9%,仅施作侧墙方案较满堂支架方案水平变形增加35%;(3)已建侧墙和架体连接部位的约束作用使得架体整体变形较小,脚手架的内力表现为中间大,两边小的变化趋势。

基坑工程中快速换撑剪力墙结构设计与施工

随着城市化进程的加快,地下空间的开发也愈加迅速。以某实际工程为例,针对该工程地下室结构施工进度慢的问题,提出了一种用于深基坑的支撑转换的剪力墙结构设计及其施工方法,可提前对影响地下室及上部结构施工的支撑进行拆除转换,以便于主体结构施工,实践表明:该方法适用于大部分房屋建筑、市政工程、水工结构等深基坑施工中。

深厚淤泥软土地区某基坑坍塌事故分析及处理

位于深厚淤泥软土地区的某基坑支护采用钻孔排桩加钢筋混凝土内支撑体系,坑内被动区采用格构式搅拌桩进行加固,在局部开挖到底时基坑发生坍塌。模拟基坑开挖过程支护结构的受力及变形情况,结合基坑坍塌过程的表现,对基坑坍塌事故进行分析,并提出基坑加固方案。基坑加固方案充分利用未破坏的支护结构构件,重新构建坍塌范围的支护结构,并对承载力不足的构件进行补强加固;利用土的时空效应和施工过程信息化管理,跳挖施工基坑周边的回填反压土台。基坑加固后的监测数据表明,支护结构变形满足设计要求。

桩撑和桩锚组合支护在深基坑工程中的应用

本文以某深基坑为例,介绍了桩撑与桩锚组合支护形式在深基坑工程中的设计与应用。实施结果和监测数据表明,该支护方案达到了预期的支护效果,对基坑的变形控制,满足安全、经济和工期要求,为以后类似基坑支护工程提供参考。

深基坑围护结构受力特性分析

由于计算过程简单、所需参数少,现行基坑规范中均采用的是基于平面应变理论的弹性支点法对基坑围护结构进行设计、计算。根据哈尔滨至牡丹江客运专线明挖段基坑工程现场监测结果,分析围护结构在基坑开挖过程中的受力大小及特征,并将最终实测受力与弹性支点法的计算结果进行对比分析,分别得到围护结构全开挖过程中的实测和规范对应的安全系数Fs。通过对现场实测结果与规范计算结果对比分析,在探讨该地区基坑设计的同时,也希望能为该地区类似基坑围护结构的设计与施工提供一些有用的参考。

双排型钢水泥土搅拌桩围护结合中心岛开挖在大型深基坑中的应用研究

结合背景工程实例,采用双排型钢水泥土搅拌桩围护结合中心岛开挖的基坑支护方案,对围护方案选型、施工关键技术以及基坑变形监测情况进行分析与总结,在有效缩短基坑施工时间的基础上,降低了工程造价,可为类似工程施工提供借鉴。

上海软土单层地下室大面积换撑基坑变形特性实测分析

上海某医院项目东大型地下室单层层高达8.5 m,其不规则基坑共设置两道混凝土支撑,在拆除第一道混凝土支撑,对地下室顶板进行施工之前,需要实施大面积换撑施工作业,避免出现基坑围护结构悬臂过长的情况,为此需在施工期内开展全面监测。监测项目包括基坑围护结构侧移、围护结构外侧土体侧移、围护结构顶部位移、立柱回弹、支撑轴力以及坑外承压水水位等内容,重点分析了基坑开挖换撑过程中的围护结构变形、内力发展趋势。结果表明:高大单层地下室基坑的换撑作业有助于基坑围护在失去第一道支撑后的变形收敛,但过程中基坑围护变形较大,仍需密切监测;基坑坑外弃土可能引起土体固结,围护桩行为由回弹转换至沉降,在坑中立柱持续回弹过程中,混凝土支撑不均匀变形加剧,次应力增加,进而影响基坑稳定性。

不平衡高差场地条件下软土基坑对撑支护设计分析

为了研究不平衡高差场地下软土基坑对撑支护方案,以珠海地区典型软土基坑为研究背景,利用Midas GTSNX有限元数值分析软件,针对3种支护方案进行数值模拟分析,得出了适合不平衡高差场的支护设计要点。研究表明:高差较大的软土基坑两侧土压力不平衡,对撑支护条件下深侧基坑向坑内位移较大,并可以引起浅侧基坑向坑外位移;坑内加固+桩外主动土加固的支护形式对基坑变形有明显抑制作用,若配合浅侧先挖的施工措施,对进一步控制基坑变形更有利;采用有限元数值分析软件进行不同支护方案的决策选型具有可行性。

富水软弱深基坑开挖支护数值模拟及变形监测对比研究

以某深基坑工程为例,结合数值模拟及现场监测,对富水软弱地层条件下深基坑开挖支护结构选取及参数优化进行研究。得到如下结论:地下连续墙+内支撑支护结构体系适宜富水软弱地层深基坑支护;围护墙变形及地表沉降主要受内支撑道数影响;现场监测数据表明该工况下数值模拟结果较实际值偏小。

砂土地层中地下连续墙的抗震性能研究

为研究武汉市长青区管槽基坑工程地下连续墙在地震工况下的响应规律,采用FLAC2D软件,构建基坑地震响应快速模拟方法。对基坑地下连续墙结构分别进行不同地震波作用位置和地层类型下的响应分析。结果表明地震波越接近于地下连续墙时,墙体弯矩和剪力越大,对墙体的破坏作用越大。在密砂地层中,墙体弯矩明显小于在松砂地层中,但剪力大于松砂地层中的剪力。另外,在地震作用下,地下连续墙的弯矩和剪力分别达到静力分析的2.8倍和2.7倍。横向支撑在地震作用下轴力将增大,极有可能破坏。因此,建议在高地震烈度区,基坑设计应充分考虑地震破坏作用。

使用10年的复杂深基坑设计案例分析

以使用10年的深基坑为实例,根据超期锚索抗拔力试验结果,分析了不同阶段的基坑支护设计方案,并对基坑加深导致止水帷幕深度不足、工程桩施工、受损支护结构的加固、支护桩开裂、支撑内出土坡道空间不足等问题进行了分析处理。实施和监测结果表明,基坑加固后,整个基坑支护体系处于稳定状态,为以后类似工程的设计施工提供了参考。

管廊基坑转顶管始发井施工技术

针对如何解决因既有错综复杂管线阻碍、交通通行、既有管廊基坑已完成土方开挖及两侧管廊主体结构已施作完成的电力出线舱明挖过路出舱施工的困难,提出了管廊基坑转顶管始发井施工技术,通过应用填充粗砂箱体反压加固技术、坑内坑钢板桩+纵横对撑+新旧支护桩包角止水支护技术和割桩的双撑反压技术,确保了既有管廊基坑支护结构安全稳定和顶管施工安全,有效解决了出线舱明挖过路出舱过路施工的困难。

深基坑支撑结构永临结合施工技术研究

支护工程换撑时需考虑施工过程中对周边环境的影响及基坑支护安全等问题,由于项目地下室施工区域和内支撑区域的交叉较多,各区施工结束时,受相邻分区进度的干扰,无法拆除对应的内支撑,影响地下室结构流水施工,延长施工工期。以宝安区某项目为例,通过设置悬挑支撑结构,对未施工区进行提前支撑,解决了分区进度不一无法拆除内支撑的问题,后续无需拆除,达到了永临结合的效果。

相邻基坑同步施工对围护结构受力变形的影响实例研究

相邻深基坑同步开挖施工对围护结构体系受力和变形的影响尚不明确。通过对同步施工的某建筑物深大基坑与相邻地铁车站基坑进行监测,对比分析了相邻部位和非相邻部位围护结构顶部位移、水平支撑轴力、深层土体水平位移、地表沉降以及地下水位等的变化。监测结果表明:(1)当车站基坑开挖深度较浅时,建筑基坑相邻部位桩因两侧土压不平衡导致桩顶向坑外侧移而竖向位移出现“上浮”现象,但是,当车站基坑开挖深度超过建筑基坑深度时,建筑基坑相邻部位桩桩顶水平位移转向坑内加剧发展而竖向位移出现“回落”现象;(2)受邻近基坑卸载影响,建筑基坑水平支撑轴力将减小;(3)两基坑间地表沉降大于非相邻部位,且地表沉降变化与桩顶位移和地下水位变化相关联;(4)相邻部位基坑壁深层土体水平位移有向坑外变形的趋势。

反压土+斜抛撑在基坑变形加固中的应用

基坑监测数据是反映基坑施工安全的重要指标依据,当监测数据超过预警值时,需对基坑支护体系采取加强措施。本文以华欣财富广场项目为例,为保证基坑开挖及施工安全,对地下室开挖过程中原支护体系突发位移的问题进行应急处理,采取坑底反压土结合φ609×16mm钢管斜抛撑的方式对基坑进行应急加固,分析了地基反压土+斜抛撑的支撑加固方式在应对基坑位移时的应用效果。结果证明,采用该技术对基坑支护进行加固,保证了项目的施工安全。